ژان باتیست پرن

ژان باتیست پرن
پرن در سال ۱۹۲۶
زادهٔ	۳۰ سپتامبر ۱۸۷۰ لیل، فرانسه
درگذشت	۱۷ آوریل ۱۹۴۲ ‏(۸۴ سال) نیویورک، ایالات متحده
ملیت	فرانسه
محل تحصیل	اکول نرمال سوپریور
شناخته‌شده برای	به خاطر تلاش‌هایش در زمینه پژوهش بر روی ناپیوستگی در ساختار ماده و به ویژه کشف تعادل رسوب گذاری
جوایز	جایزه نوبل فیزیک (۱۹۲۶)
پیشینه علمی
شاخه(ها)	فیزیک
محل کار	اکول نرمال سوپریور دانشگاه پاریس

ژان باتیست پرن (به فرانسوی: Jean Baptiste Perrin؛ زادهٔ ۳۰ سپتامبر ۱۸۷۰ در لیل، فرانسه – درگذشتهٔ ۱۷ آوریل ۱۹۴۲ در نیویورک، ایالات متحده) فیزیک‌دان فرانسوی بود که با مطالعهٔ حرکت براونی ذرات ریز معلق در مایعات (تعادل رسوب‌گذاری)، تبیین آلبرت اینشتین از این پدیده را تأیید کرد و بدین‌ترتیب ماهیت اتمی مادّه را به اثبات رساند. او به‌پاس این دستاورد، جایزهٔ نوبل فیزیک سال ۱۹۲۶ را دریافت کرد.

پرن بنیان‌گذار مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه (سی‌ان‌آرِاس) و کاخ اکتشاف در پاریس بود و در سازمان‌دهی نهادهای پژوهشی فرانسه در دههٔ ۱۹۳۰ نقشی محوری ایفا کرد.

زندگی

ژان باتیست پرن در ۳۰ سپتامبر ۱۸۷۰ در لیل به دنیا آمد. پدرش افسر ارتش بود که بر اثر جراحاتی که در جریان جنگ فرانسه و پروس برداشته بود، درگذشت؛ از این‌رو پرن به همراه دو خواهرش توسط مادر بیوهٔ خود بزرگ شد. او تحصیلات مقدماتی را در مدارس محلی گذراند و از دبیرستان ژانسون-دو-سایی در پاریس فارغ‌التحصیل شد. پس از گذراندن یک سال خدمت اجباری نظام‌وظیفه، در سال ۱۸۹۱ وارد مدرسهٔ عالی پاریس شد، جایی که علاقه‌اش به فیزیک شکوفا شد.

پرن در سال ۱۸۹۷ با آنریت دوپورتال (۱۸۶۹–۱۹۳۸)، دختر مهندس عمران و جمهوری‌خواه سرسخت آنری دوپورتال و نوهٔ آرمان دوپورتال (که استاندار اوت-گارون بود)، ازدواج کرد. آنریت که مدرک بکلرا داشت (امری که در آن دوران استثنایی بود) با پرن دو فرزند داشت: آلین، متولد ۱۸۹۹، و فرانسیس، متولد ۱۹۰۱، که بعدها خود فیزیک‌دانی برجسته در حوزهٔ فیزیک هسته‌ای و رئیس کمیسیون انرژی اتمی فرانسه شد. آلین با نقاش شارل لاپیک ازدواج کرد و صاحب پنج فرزند شدند.

پس از درگذشت آنریت در سال ۱۹۳۸، نین شوکرون همراه پرن شد. در ژوئن ۱۹۴۰، هنگامی که آلمان‌ها به فرانسه یورش بردند، پرن و شوکرون به همراه بخشی از دولت فرانسه با کشتی اقیانوس‌پیمای ماسیلیا به کازابلانکا گریختند. در دسامبر ۱۹۴۱ آن دو با کشتی اکسکمبیون راهی نیویورک شدند و در ۲۳ دسامبر به آنجا رسیدند.

پرن در ۱۷ آوریل ۱۹۴۲ در سن ۷۱ سالگی در بیمارستان مونت‌سینای نیویورک درگذشت. پس از پایان جنگ، در سال ۱۹۴۸ پیکر او توسط رزم‌ناو ژاندارک به فرانسه بازگردانده شد و در ۱۷ نوامبر همان سال، خاکسترش همراه با خاکستر دوست و همکارش پل لانژوَن طی مراسمی ملی به پانتئون پاریس منتقل شد.

پرن از نظر فلسفی خداناباور و از نظر سیاسی سوسیالیست بود؛ دیدگاه‌هایی که پسرش فرانسیس نیز به آن‌ها پایبند ماند.

تحصیلات

پرن در مدرسهٔ عالی پاریس تحصیل کرد و از سال ۱۸۹۴ تا ۱۸۹۷ به‌عنوان دستیار فیزیک در آنجا مشغول به کار بود؛ در همین دوران پژوهش‌های خود دربارهٔ پرتوهای کاتدی و اشعهٔ ایکس را آغاز کرد. او در سال ۱۸۹۷ با ارائهٔ رساله‌ای دربارهٔ این پرتوها با عنوان «پرتوهای کاتدی و پرتوهای رونتگن: مطالعه‌ای تجربی»، درجهٔ دکترای علوم خود را از سوربن دریافت کرد. در همان سال به سمت مدرس شیمی فیزیک در سوربن منصوب شد و در سال ۱۹۱۰ به مرتبهٔ استادی رسید؛ سمتی که تا سال ۱۹۴۰، زمان اشغال فرانسه توسط آلمان، حفظ کرد.

پژوهش‌های علمی

پرتوهای کاتدی

در سال ۱۸۹۵، پرن نشان داد که پرتوهای کاتدی ماهیتی از بار الکتریکی منفی دارند. او با استفاده از لولهٔ تخلیهٔ پرتو کاتدی متصل به ظرفی بزرگ‌تر و خالی، ثابت کرد که هنگام عبور پرتوها از روزنه‌ای باریک به داخل ظرف و برخورد با دیوارهٔ مقابل، الکترومتری در مجاورت آن بار منفی کوچکی را ثبت می‌کند؛ آزمایشی که مناقشهٔ میان فیزیک‌دانان دربارهٔ ماهیت موجی یا ذره‌ای این پرتوها را به‌طور قاطع حل کرد. او همچنین تلاش کرد نسبت بار به جرم این ذرات را محاسبه کند، اما جوزف جان تامسون در این امر بر او پیشی گرفت.

مدل اتمی

در سال ۱۹۰۱، پرن فرضیه‌ای مطرح کرد مبنی بر اینکه هر اتم دارای هسته‌ای با بار مثبت است؛ فرضیه‌ای مشابه با آنچه بعدها هانتارو ناگائوکا نیز پیشنهاد کرد، هرچند پرن آن را بیشتر بسط نداد. این ایده بعدها به‌عنوان مدل اتمی رادرفورد شناخته شد.

حرکت براونی و اثبات واقعیت اتمی

مهم‌ترین دستاورد علمی پرن، پژوهش‌های تجربی‌اش دربارهٔ حرکت براونی بود. در اواسط دههٔ ۱۹۰۰، پرن به مسائل مکانیک آماری که با مطالعهٔ حرکت براونی پیوند نزدیک داشت، علاقه‌مند شد. پس از انتشار توضیح نظری اینشتین دربارهٔ حرکت براونی بر پایهٔ نظریهٔ اتمی در سال ۱۹۰۵، پرن به همراه ژوزف اولیس شودزگ که در آزمایشگاه او کار می‌کرد، پژوهش‌های تجربی‌ای برای آزمون و تأیید پیش‌بینی‌های اینشتین انجام داد. این کار داده‌هایی فراهم آورد که پیش از پایان دهه، به مناقشهٔ صد سالهٔ نظریهٔ اتمی جان دالتون پایان داد. پرن با روش‌های متعدد، عدد آووگادرو را نیز تعیین کرد. فیزیک‌دان کارل بندیکس استدلال کرده بود که پرن باید جایزهٔ نوبل فیزیک را دریافت کند؛ پرن سرانجام در سال ۱۹۲۶ به‌پاس این پژوهش‌ها و سایر کارهایش دربارهٔ ساختار ناپیوستهٔ مادّه، جایزهٔ نوبل فیزیک را دریافت کرد؛ دستاوردی که به مناقشهٔ طولانی دربارهٔ واقعیت فیزیکی مولکول‌ها پایان قطعی داد.

انرژی خورشیدی و همجوشی هسته‌ای

در سال ۱۹۱۹، پرن پیشنهاد کرد که واکنش‌های هسته‌ای می‌توانند منبع انرژی در ستارگان باشند. او دریافت که جرم یک اتم هلیوم کمتر از جرم چهار اتم هیدروژن است و بر پایهٔ هم‌ارزی جرم و انرژی اینشتین، نتیجه گرفت که همجوشی هسته‌ای (چهار اتم هیدروژن به هلیوم) می‌تواند انرژی کافی برای درخشش ستارگان طی میلیاردها سال آزاد کند. نظریه‌ای مشابه پیش‌تر در سال ۱۹۱۵ توسط شیمی‌دان آمریکایی ویلیام درپر هارکینز مطرح شده بود. تعیین دقیق سازوکار نوکلئوسنتز ستاره‌ای بعدها در دههٔ ۱۹۳۰ توسط هانس بته و کارل فریدریش فون وایتسکر انجام شد.

فعالیت‌های سازمانی و نهادسازی

پرن در سال ۱۹۲۷ به همراه شیمی‌دان آندره ژوب و فیزیولوژیست آندره مایه، مؤسسهٔ زیست‌شناسی فیزیکی شیمیایی را بنیان نهاد که با حمایت مالی ادموند جیمز دو روتشیلد راه‌اندازی شد.

در آوریل ۱۹۳۳، پس از دادخواستی که با امضای پرن و بیش از هشتاد دانشمند دیگر (از جمله هشت برندهٔ جایزهٔ نوبل) ارائه شد، وزیر جدید آموزش فرانسه (که جانشین ایرن کوری، دختر پیر و ماری کوری، شده بود) شورای عالی پژوهش علمی فرانسه را تأسیس کرد. در سال ۱۹۳۶، پرن که در آن زمان معاون وزیر پژوهش بود، ادارهٔ مرکزی پژوهش علمی فرانسه را بنیان نهاد. این دو نهاد در ۱۹ اکتبر ۱۹۳۹ در چارچوب مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه (سی‌ان‌آرِاس) با یکدیگر ادغام شدند.

هم‌زمان، تحت دولت جدید لئون بلوم، صندوقی برای تأمین مالی پروژه‌های بزرگ عمرانی به‌منظور مقابله با بیکاری ایجاد شد. پرن با استفاده موفق از این صندوق، آزمایشگاه‌هایی به ارزش ۵۳ میلیون فرانک ساخت، ۳۳ میلیون فرانک صرف تأمین مالی پژوهش کرد و ۱۳ میلیون فرانک برای ایجاد پایگاه‌های دادهٔ نظرسنجی در مقیاس بزرگ اختصاص داد. در همین چارچوب، در سال ۱۹۳۷ نهادهای زیر را بنیان نهاد:

• رصدخانهٔ اوت-پرووانس و مؤسسهٔ اخترفیزیک پاریس، به مدیریت آنری مینور.
• آزمایشگاه سنتز اتمی ایوری، به سرپرستی فردریک ژولیو کوری، که سرآغاز آنچه بعدها به کمیسیون انرژی اتمی فرانسه بدل شد، بود؛ این آزمایشگاه به‌ویژه بودجه‌ای برای ساخت یک سیکلوترون دریافت کرد.
• آزمایشگاه فرآوری شیمیایی در مقیاس بزرگ در ویتری، به مدیریت ژرژ اوربن که پس از درگذشت او در سال ۱۹۳۸، به مرکز مطالعات متالورژی به سرپرستی ژرژ شودرون تبدیل شد.
• مؤسسهٔ زیست‌سنجی انسانی، به مدیریت آنری لوژیه.
• آزمایشگاه فیزیولوژی تغذیه، به مدیریت آندره مایه.
• مؤسسهٔ پژوهش و تاریخ متون، که اکنون بخشی از آرشیو ملی فرانسه است.
• فهرست عمومی زبان فرانسه، با مأموریت تدوین فرهنگ لغت لیتره برای سدهٔ بیستم.

سرانجام، پرن با بهره‌گیری از نمایشگاه جهانی ۱۹۳۷ پاریس، کاخ اکتشاف را بنیان نهاد؛ موزهٔ علومی در پاریس که همچنان یکی از نمادهای اصلی ترویج علم در فرانسه به‌شمار می‌رود.

جنگ جهانی اول

پرن در طول جنگ جهانی اول در سپاه مهندسی ارتش فرانسه خدمت کرد و به‌عنوان افسر فعالیت داشت. در سال ۱۹۱۵ به سمت معاون رئیس ادارهٔ اختراعات برای دفاع ملی منصوب شد؛ نهادی که هدفش هماهنگ‌سازی آزمایشگاه‌های فرانسوی در راستای تلاش‌های جنگی بود.

آثار

از میان کتاب‌ها و رساله‌های متعدد پرن می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اصول: نمایی از ترمودینامیک (Les Principes, Exposé de thermodynamique)، ۱۹۰۱.
• رسالهٔ شیمی فیزیک: اصول (Traité de chimie physique. Les principes)، ۱۹۰۳.
• شواهد واقعیت مولکولی (Les Preuves de la réalité moléculaire)، ۱۹۱۱.
• اتم‌ها (Les Atomes)، ۱۹۱۳؛ اثری که به زبان‌های انگلیسی، آلمانی، لهستانی و روسی ترجمه شد و تا سال ۱۹۳۶ سی‌هزار نسخه از آن به فروش رفت.
• مادّه و نور: رساله‌ای در تبیین مکانیک شیمیایی (Matière et lumière)، ۱۹۱۹.
• عناصر فیزیک (Les Éléments de la physique)، ۱۹۲۹.
• پژوهش علمی (La Recherche scientifique)، ۱۹۳۳.
• دانه‌های مادّه و دانه‌های نور (Grains de matière et grains de lumière)، ۱۹۳۵.
• سازمان‌دهی پژوهش علمی در فرانسه (L'Organisation de la recherche scientifique en France)، ۱۹۳۸.

جوایز و افتخارات

پرن جوایز و افتخارات متعددی در طول زندگی خود دریافت کرد، از جمله:

• جایزهٔ ژول انجمن سلطنتی لندن (۱۸۹۶)
• جایزهٔ لاکاز فرهنگستان علوم فرانسه
• مدال ماتئوچی (۱۹۱۱)
• عضویت در کمیتهٔ کنفرانس سلوی در بروکسل، دو بار در سال‌های ۱۹۱۱ و ۱۹۲۱
• عضویت در انجمن سلطنتی لندن و آکادمی‌های علوم بلژیک، چین، پراگ، رومانی، اتحاد جماهیر شوروی، سوئد و تورین
• دکترای افتخاری از دانشگاه‌های برلین، کلمبیا، گنت، آکسفورد و پرینستون
• فرمانده نشان لئوپولد بلژیک و لژیون دونور فرانسه (۱۹۲۶)، سپس افسر بزرگ لژیون دونور (۱۹۳۷)
• جایزه نوبل فیزیک (۱۹۲۶)

او همچنین در سال ۱۹۲۳ نشستی به افتخار مادام پیر کوری و کشف رادیوم سازمان داد.

میراث

میراث ژان پرن در دو سطح باقی مانده است: از یک سو، پژوهش‌های تجربی او دربارهٔ حرکت براونی یکی از پایه‌های تعیین‌کنندهٔ اثبات واقعیت فیزیکی اتم‌ها و مولکول‌ها به‌شمار می‌رود که به‌طور قطعی به مناقشهٔ سدهٔ نوزدهمی دربارهٔ نظریهٔ اتمی پایان داد. از سوی دیگر، پرن به‌عنوان یکی از معماران اصلی نظام پژوهش علمی نوین فرانسه شناخته می‌شود؛ نهادهایی که او بنیان نهاد یا در ایجادشان نقش داشت، از جمله مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه (سی‌ان‌آرِاس) و کاخ اکتشاف، همچنان از ارکان اصلی زیرساخت علمی و آموزشی فرانسه به‌شمار می‌روند.